7　核聚变 (5).ppt

1、第十九章 原子核,第一节原子核的组成,授课人：韩慧娟,1、知识与技能,了解聚变反应的特点及其条件。 了解可控热核反应及其研究和发展。 知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。,2、过程与方法,通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。,3、情感态度与价值观,通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。 认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。,重点 聚变核反应的特点。 聚变反应的条件。 难点 核聚变的原理,19

2、67年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。,小资料,一、核聚变,1、核聚变 两个氢核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。核聚变能释放出大量的能量。 例如：一个氚核与一个氚核结合成一个氦核时释放的能量是17.6Mev的能量，平均每个和爱放出的能量在3Mev以上，比裂变反应中平均每个核子放出的能量大3-4倍。,氢-3 核,氢-2 核,中子,氦-4,+,+,+,能量,核聚变,核聚变示意图,因为原子核带正电荷，它们之间相互排斥。要使聚变发生，两个氢核必须以极快

3、的速度靠近。 太阳的巨大能量就是核聚变产生的，几市亿年来，太阳没秒辐射出的能量约为3.81026J相当于一千亿吨煤燃烧所释放出的能量，其中20亿分之一左右的能量被地球吸收。（如下图所示）,太阳,核聚变反应,D + T = n + 4He D + T = p + 3He,聚变需要亿度高温,二、受控热核反应,目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。那么聚变与裂变相比有哪些优点呢？,3He,D,4He,T,U,Li,聚变,裂变,聚变能,裂变能,原子质量,平均结合能,聚变与裂变相比有很多的优点： 第一

4、、氢核聚变产能效率高。 第二、地球上聚变燃料的储量丰富可以用锂来代替氢以满足聚变的需要。 第三、氢核聚变更为安全、清洁。,实现聚变的三种途径,实现核聚变的难点是，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。为了解决这个难题，科学家设想了两个方案，即磁约束和惯性约束。,磁约束 带电粒子运动时在均匀磁场中会由于洛伦兹力的作用而不飞而散，因此有可能利用磁场来约束参加反应的物质，这就是磁约束。环流器是目前性能最好的一种磁约束装置。,环流器的结构,可以利用聚变物质的惯性来进行约束，由于聚变反应的时间非常短，聚变物质由于自身的惯性还来不及扩散就完成了核反应，在惯性约束下就可以用激光从各方面照射参加反应的物质，

5、是他们“挤”在一起就发生反应。,磁约束聚变研究进展示意图,中国环流器新一号装置,我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。 EAST全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，模拟太阳产生能量。,人造太阳示意图,1、下列哪种元素可以用于核裂变 （ ） A. 铀235 B. 铀238 C. 氢 D. 氦,A,2、根据爱因

6、斯坦的质能公式E=mc2，如果把1kg的某元素转化成能量，有多少能量会转化出来（ ） A. 3 108 J B. 3 1016 J C .6 1016 J D.9 1016 J,D,3、在核_中铀原子核分裂成较小的原子核，释放出大量的能量，要维持_反应，铀的质量必定要超过_质量。在核聚_中，氢原子核结合成_原子核。,链式,裂变,临界,氦,聚变,4、人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一氦的该种同位素应表示为( ) A43He B32He C42He D32He,B,5、太阳辐射能量主要来自太阳内部的： （ ） A.化学反应 B.放射性衰变 C.裂变反应 D.热核反应,D,1、聚变 两个氢核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。